FLEKSIBILNA AUTOMATIZACIJA

Predmet:AUTOMATIZACIJA PROIZVODNJEFLEKSIBILNA AUTOMATIZACIJAobradili :Maksimovi Stefan Stanimirovi Duan Markovi DanijelPajki StefanMainski tehniari10/2008

OSNOVE FLEKSIBILNE AUTOMATIZACIJEFleksibilnost je re koja se iroko primenjuje u razliitim oblastima ivota. Ona potie od engleske rei flexibility, ije je znaenje: savitljivost, elastinost, gipkost.Pojam fleksibilnosti se najee odnosi na opremu,u proces proizvodnje.Ako se proces proizvodnje posmatra u najirem smislu rei, tada je proces fleksibilan ako je tehnoloki projektovan, tehniki opremljen i organizovan tako da se moe uspeno prilagoavati promenama na tritu ili poremeajima nastalim u procesu proizvodnje. Kada se posmatra fleksibilnost procesa proizvodnje najee se naglaava tehnika opremljenost procesa, odnosno fleksibilnost sredstava za rad.

Fleksibilnost poslovnih sistema u, najirem smislu rei, se moe definisati kao brzina implementacije izmena, to znai da postoje dva osnovna aspekta fleksibilnosti:1 ) potrebno vreme za sprovoenje izmena i 2 ) karakter i obim izmena.

Povecanje nivoa fleksibilnosti i automatizacije Potreba za povecanjem fleksibilnosti i automatizacije je odgovor poslovnih sistema na uslove koje diktira okruzenje.FA je takav vid automatizacijeprocesa pri kome se zadrzava ili povecava nivo automatizacije.Dok je kod konvencionalnih metoda povecanje nivoa automatizacije znailo smanjenje nivoa fleksibilnosti, kod fleksibilne automatizacije tezi se istovremenom povecanju nivoa automatizacije i fleksibilnosti. Istovremeno povecanje nivoa fleksibilnosti i automatizacije postize se primenom kompjuterskih ili C-tehnologija.Ovaj pojam se koristi kada se zeli naglasiti primena racunara u raznim oblastima.Da bi primena CIM sistema bila uspesna ,proizvodne tehnologije treba da budupovisenog nivoa automatizacije i fleksibilnosti kao i pouzdanosti i tacnosti.Ovi protivurecni zahtevi se mogu ostvariti primenom fleksibilne automatizacije (FA Flexible Automatisation)

Primeri fleksibilnih sistema:

Primer obradnog centra:

Potreba za poveanjem nivoa fleksibilnosti i automatizacije je prirodan odgovor poslovnih sistema na uslove koje diktira okruenje. Zbog toga, poslovni sistemi treba bre da reaguju na poremeaje koji nastaju na ulazu, u poslovni sistem, i na izlazu iz postojeeg sistema. Ovladavanjem ovim poremeajnim dejstvima pretpostavlja postojanje razraenih strategijskih, taktikih i operativnih mera u kojima je fleksibilnost nezaobilazan aspekt. Rezultat ovih poslovnih aktivnosti je fleksibilna strategija poslovanja, a u okviru nje fleksibilna strategija proizvodnje i fleksibilna proizvodna oprema. Fleksibilna automatizacija predstavlja takav vid automatizacije procesa u industriji pri kome se zadrava ili poveava postojei nivo fleksibilnosti. Dok je kod konvencionalne tehnologije poveanje nivoa automatizacije podrazumevalo smanjenje nivoa fleksibilnosti, kod fleksibilne automatizacije tei se istovremenom poveanju nivoa fleksibilnosti i automatizacije. Istovremeno poveanje nivoa automatizacije i fleksibilnosti proizvodnih procesa mogue je ostvariti primenom kompijuterskih ili C-tehnologija

Poveana fleksibilnost proizvodnih sistema, uz povean stepen automatizacije, predstavlja jedini pravi odgovor na zahteve oveka. U uslovama neprekidnih promena na tritu, proizvodni i poslovni sistemi su prinueni da razvijaju adekvatnu strategiju. Ista obezbeuje potrebnu konkurentnost proizvoda kroz odgovarajue strategije poslovanja, automatizacije, kvaliteta, integracije, informacionu strategiju i strategiju korienja resursa.Poveana fleksibilnost proizvodnih sistema treba da, izmeu ostalog, omogui:1)izradu veeg broja delova sa razliitim obimom proizvodnje(fleksibilnost proizvoda i fleksibilnost obima proizvodnje),2)brzu izmenu toka proizvodnje u sluaju zastoja na pojedinim mainama (fleksibilnost maina i fleksibilnost operacija, to ima karakter odgovora na kratkotrajne i neplanirane poremeaje proizvodnje).

Hardverske komponente fleksiblne automatizacije

U najosnovnije hardverske komponente fleksibilne automatizacije spadaju:

1) Elektromotori jednosmerne i naizmenine struje 2) Pneumatski sistemi 3) Hidraulini sistem4) Robotski sistemi

Elektromotori:

Princip radaVeina elektromotora rade na principu elektromagnetne indukcije, ali postoje i motori koji koriste druge elektromehanike fenomene, kao to su elektrostatika sila i piezoelektrini efekat. Fundamentalni princip na kom se zasnivaju elektromagnetski motori je mehanika sila koja deluje na provodnik kroz koji protie elektrina struja i koji se nalazi u magnetskom polju. Ova sila je opisana Lorencovim zakonom i njen pravac je normalan na provodnik i magnetno polje.Veina elektromagnetnih motora je rotacionog tipa, ali postoje i linearni motori. U rotacionom motoru, obrtni deo se naziva rotor, a nepomini se naziva stator. Rotor se obre poto su namotaji na njemu i magnetno polje u statoru postavljeni tako da razvijaju obrtni moment na osovini rotora. Obrtno magnetsko polje kao suma vektora magnetnih indukcija tri fazna namotaja. Ovo je ilustracija rada trofaznog izmjeninog motora.

Vrste elektromotora po vrsti struje ili napona koji koriste :

1 ) Elektromotori na izmeninu (naizmeninu) struju

Mogu biti jednofazni ili trofazni:

Sinhroni motor Sinhroni motor je maina koja se okree vrlo tanom brzinom u skladu sa frekvencijom elektrine mree (sinhrono).Maina sa 2 pola (1 par polova) e se okretati brzinom od 50 rot-sek (kod mree od 50 Hz), sa etiri pola 25 rot-sek itd. Potreban je poseban metod da se motor dovede do blizu sinhrone brzine.Asinhroni motor Asinhroni motor je najvie koritena izmjenina maina. Jednostavne konstrukcije, jeftin i pouzdan u radu, koristi se svuda u industriji za najrazliitije zadatke. Njegova brzina rotacije je donekle promjenjiva zavisno od optereenja, ali uglavnom je neto ispod (Frekvencije mree: broja parova polova). Na primjer asinhroni motor sa 4 pola (2 para polova) sa frekvencijom mree od 60 Hz (Sjeverna Amerika) e imati radnu brzinu oko 28-29 rot-sek, ili oko 1725 rot-min.

2) Elektromotori na jednosmjernu struju

Razlikuju se po tome kako su namotaji polja (statora) i armature (rotora) povezani, i po karakteristikama. Obino imaju komutator.Serijski motor Namotaji armature i polja su vezani serijski. Vrlo velika brzina pri malom optereenju, vrlo dobar poetni obrtni momenat. Koriteni esto za tramvaje, dizalice i slino.Paralelni motor Namotaji armature i polja paralelni. Relativno stabilna brzina pri razliitim optereenjima.Serijsko-paralelni (kompaund) motor Kombinacija karakteristika serijskog i paralelnog istosmjernog motora. Dodatni namotaji.Motor sa permanentnim magnetima Mali jednosmjerni elektromotori sa permanentnim magnetima. Vrlo esti u igrakama.Kod ovih motora polje (stator) je sainjeno sa magnetima. Gubici su niski, snage ograniene do nekoliko kilovata. Najei motor u igrakama.

Univerzalni motori Univerzalni motor je motor s komutatorom, slinan istosmjernom serijskom motoru, koji radi na istosmjernu ili izmjeninu struju. Vrlo esti u usisivaima, gdje je velika brzina rotacije potrebna.

Vrste elektromotora po nacinu rada:

obini rotacioni - veina elektromotora spada u ovu grupulinearni (linijski) - "rotor" ne rotira ve se kree u liniji. Koriste se za vozove na magnetnom jastuku.korani motor (stepper motor) - rotor ovog motora se pokree u uglovnim "koracima" od nekoliko stepeni i onda stoji. Potrebna kontrolna elektronika za rad. Koristi se u tampaima i drugdje gdje je precizno pozicioniranje od znaajaRazliciti elktromotori:

PNEUMATSKI SISTEM:Pneumatika je grana mainstva koja se bavi prenoenjem sila putem gasovitog fliuda. Preko pritiska u gasu prenose se sile, bazirajuci na jednostavnoj jednacini:p = F / A, pri cemu: p = pritisak, F = sila i A = povrina na koju pritisak deluje.

Prednosti pneumatskog sistema:

Za razliku od hidraulike koja koristi nestisljive fluide kao to su voda i ulje, pneumatika koristi vazduh koji nema stalanu zapreminu. U veini industrijskih primena pneumatike radni pritisak iznosi od 500 do 700 kPa, dok su u hidraulici uobiajeni pritisci od 7 do 35 MPa, a esto i preko 70 MPa.

Prednosti pneumatikeRadni fluid je lagan, pa ne optereuje dovodne cevi. Nema potrebe za povratnom cevi jer se iskoriteni vazduh moe isputati u okolinu. Vazduh je elastian, pa ne postoji opasnost od hidraulinih udara koji bi mogli otetiti cevi ili opremu. Stisnjeni varduh ima potencijalnu energiju koja se moe koristiti i kada kompresor nije u pogonu.

Primeri pneumatskih sistema:

Hidraulicni SISTEM:Hidraulikaje grana mainstva koja se bavi prenoenjem sila putem tenog fliuda. Preko pritiska u tenosti prenose se sile, bazirajuci na jednostavnoj jednacini:p = F / A, pri cemu: p = pritisak, F = sila i A = povrina na koju pritisak djeluje.

Jedna jako vana osobina hidraulickih ulja, koja su najcece upotrebljavani mediji, je njihova nekompresibilnost. To je ujedno i osnovna razlika izmedu hidraulike i pneumatike. To znaci da se sila koja djeluje na ulje manje-vie direktno prenosi, bez prethodnog komprimiranja medija, kao to je to slucaj kod pneumatike. Manje-vie znaci da su hidraulicka ulja ipak minimalno kompresibilna. Pri proracunima je neophodno uzeti i kompresibilnost cijevi u obzir, koja kod visokih pritisaka dolazi do izraaja.Prednosti i mane hidraulicnog transporta:

Prednosti hidraulike:

Glavna prednost hidraulike je mogucnost da se motor odvoji od pogona, kao na primer kod kombajna, gdje se motor obicno nalazi visoko (na pr. iza kabine) dok je pogon ostvaren preko hidraulicnih motora koji su direktno kod prednjih tokova. Snaga se prenosi putem hidraulicnog ulja koje tece kroz cevi i creva. Pri njihovom rasporedu konstruktor ima znatno vie slobode nego sa mehanikim pogonom, gde bi motor kombajna morao biti tako postavljen da ima direktu mehanicku vezu sa tokovima.

Druga velika prednost je pretvaranje rotacionih pokreta u linearne upotrebom hidraulinih cilindara.

Jo jedna prednost je mogucnost upotrebe hidraulike za regulaciju i automatizaciju. Tok ulja biva regulisan raznim vrstama ventila. Upotreba ventila sa elektrinim upravljanjem i njihovo brzo reagovanje (posebno takozvanih servo-ventila) otvara vrata ragulaciji.

Nedostatci hidraulike:

Najveci i odluujui nedostatak hidraulike je njen relativno lo stepen delovanja (u najgorem sluaju samo 30%). To znai da veliki deo energije nije iskoriten i biva izgubljen u obliku toplotne energije. Na primjeru kombajna snage motora 100 KS bi to znailo da u najgorem sluaju samo 30 KS dospe do tokova a ak 70 KS "proizvodi" toplotu! Ovo je prilino ekstreman primer - ali stepen delovanja je kod hidraulike generalno nii nego kod mehanike, to vodi veoj potronji goriva. Izuzetak predstavljaju pogoni sa podelom snage, sve ei posebni kod traktora, koji jedan deo snage prenose mehaniki a jedan hidrauliki. Oni koriste prednosti mehanike, prenosei najvei deo snage mehaniki pri velikim optereenjima, i prednosti hidraulike koja omoguava neprekidni prenos snage.