Uroš Slemnik
IZGRADNJA GRAFIČNEGA VMESNIKA ZA KRMILNIK LINEARNEGA MOTORJA
Diplomsko delo
Maribor, september 2010
I
Diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa
IZGRADNJA GRAFIČNEGA VMESNIKA ZA KRMILNIK LINEARNEGA
MOTORJA
Študent: Uroš Slemnik
Študijski program: UN ŠP Mehatronika
Mentor FERI: red. prof. dr. Riko Šafarič
Mentor FS: izred. prof. dr. Karel Gotlih
Lektor(ica): Terezija Jamnik, prof.slov. in ang. jezika
Maribor, september 2010
II
III
ZAHVALA
Zahvaljujem se mentorju za pomoč in vodenje pri
opravljanju diplomskega dela. Prav tako se
zahvaljujem mlademu raziskovalcu g. Francu
Hanţiču za pomoč pri izdelavi diplomske naloge.
Hvala tudi prof. dr. Bojanu Gergiču za strokovne
napotke in pomoč med izdelavo diplomske naloge.
Posebna zahvala velja staršem, ki so mi študij
omogočili in me ves čas tudi moralno podpirali.
IV
IZDELAVA GRAFIČNEGA VMESNIKA ZA KRMILNIK
LINEARNEGA MOTORJA
Ključne besede: človek-stroj komunikacija, grafični vmesnik, linearni motor,
LabVIEW
UDK:681.5:621.646(043.2)
Povzetek
Diplomska naloga predstavlja delovanje grafičnega vmesnika za krmilnik linearnega
motorja, kateri poganja avtomatska drsna vrata. Grafični vmesnik za krmilnik linearnega
motorja je bil izdelan v programskem paketu LabVIEW podjetja National Instruments.
Prav tako pa tudi opisuje glavne sestavne dele ter njihovo delovanje sistema avtomatskih
drsnih vrat.
V
GRAPHICAL INTERFACE DEVELOPMENT FOR LINEAR MOTOR
CONTROLER
Key words: man-machine communication, graphical interface, linear motor,
LabView
UDK: 681.5:621.646(043.2)
Abstract
The diploma work presents the function of a graphical interface for a controller of a linear
motor, which runs an automatic slide door. The graphical interface for the controller of the
linear motor was made in the program package LabVIEW of the company National
Instruments. It also describes the main component parts and their function in the system of
the automatic slide door.
VI
KAZALO VSEBINE
1 UVOD ....................................................................................................................... 1
2 PREDSTAVITEV DRSNIH VRAT ...................................................................... 3
2.1 KOMERCIALNI KRMILNIK ................................................................................... 4
2.2 LINEARNI MOTOR ............................................................................................... 5
2.3 NAPAJALNIK ...................................................................................................... 7
2.4 LABVIEW PROGRAM ......................................................................................... 9
2.5 LINEARNI MAGNETNI DAJALNIK ....................................................................... 12
2.5.1 Delovanje .................................................................................................... 13
3 IZDELAVA GRAFIČNEGA VMESNIKA ........................................................ 14
3.1 IDEJNA ZASNOVA ............................................................................................. 14
3.2 IZDELAVA ČELNE PLOŠČE ................................................................................. 14
3.3 IZDELAVA BLOK DIAGRAMA ............................................................................. 15
3.4 ZDRUŢITEV Z DIPLOMSKO TEMO »VZPOSTAVITEV CAN-BUS KOMUNIKACIJE V
LABVIEW« .................................................................................................................... 19
4 PREIZKUŠEVANJE IN DELOVANJE SISTEMA .......................................... 22
5 ZAKLJUČEK ........................................................................................................ 23
6 VIRI IN LITERATURA ....................................................................................... 25
6.1 NASLOV ŠTUDENTA .......................................................................................... 26
6.2 KRATEK ŢIVLJENJEPIS ...................................................................................... 27
VII
UPORABLJENE KRATICE
Diplomsko delo:Izdelava grafičnega vmesnika za krmilnik linearnega motorja Stran 1
1 UVOD
V današnjem sodobnem svetu vpeljujemo vedno več novih in sodobnih sistemov ki nam
olajšujejo vsakodnevna opravila. Vedno več posegamo po sistemih, ki sami opravijo čim
več dela. Takšen je tudi cilj projekta, pri katerem ţelimo drsna vrata, katera bo poganjal
linearni motor, popolnoma avtomatizirati.
Namen in cilj diplomske naloge je izdelati grafični vmesnik za krmilnik linearnega motorja
v programu LabView. Diplomska naloga se je izvajala še v sodelovanju z drugimi
diplomskimi nalogami, ki so bile zdruţene v skupinski projekt Avtomatska drsna vrata z
linearnim motorjem.
Namen diplomske naloge je izdelati grafični vmesnik za krmilnik linearnega motorja v
programskem paketu LabVIEW podjetja National Instruments. Za laţje razumevanje med
človekom in strojem so se razvili grafični vmesniki preko katerih lahko enostavno
komuniciramo s strojem ali napravo. Električne naprave komunicirajo s pomočjo binarnih
informacij. Preko grafičnega vmesnika pa binarne vrednosti spremenijo v indikatorje,
signale, grafe, itd. Grafični vmesnik bo izdelan v programskem paketu LabVIEW 9.
Program bo sestavljen tako, da bo pregleden, uporabniku prijazen, ter nezahteven za
rokovanje z njim. Primarna naloga programa bo merjenje hitrosti, poloţaja in toka. Vse tri
merjene veličine se bodo prikazovale na grafu.
Diplomska naloga pa se bo izvajala še vzporedno z diplomsko nalogo »Vzpostavitev CAN-
BUS komunikacije z LabVIEW«. Komunikacija med računalnikom ter krmilnikom bo
potekala preko CAN-BUS povezave. Za komercialni krmilnik bo uporabljen krmilnik
DPCANTE-020B080 podjetja Advanced Motion Control serije DigiFlex Performance.
Motor, ki bo poganjal drsna vrata, pa bo linearni motor podjetja H2W Technologies, Inc.
Navodila za izdelavo diplomskega dela Stran 2
Za uporabo linearnega motorja smo se odločili zgolj zato, da bi ga testirali ter ugotovili
smotrno uporabo linearnih motorjev v ta namen.
Diplomsko delo:Izdelava grafičnega vmesnika za krmilnik linearnega motorja Stran 3
2 PREDSTAVITEV DRSNIH VRAT
Konstrukcijo za testna vrata je izdelalo podjetje DOORSON d.o.o iz Maribora, prav tako
pa je tudi finančno podprlo ta projekt in nabavilo vse potrebne komponente.
Slika 1: Konstrukcija drsnih vrat
Navodila za izdelavo diplomskega dela Stran 4
2.1 Komercialni krmilnik
Za reguliranje linearnega motorja drsnih vrat je bilo potrebno izbrati primeren krmilnik.
Izbran je bil komercianlni krmilnik DPCANTE-020B080 podjetja Advanced Motion
Controls pod serijo produktov DigiFlex Performance.
Dobra lastnost tega krmilnika je, da lahko krmilimo servomotorje vseh tipov. Krmilnik je
popolnoma digitaliziran in uporablja prostorsko vektorsko modulacijo. Krmilimo lahko
navor, hitrost in poloţaj. Prednost popolne digitalizacije je, da lahko koristimo višje BUS
napetosti, zmanjša pa se tudi izguba toplotne energije v primerjavi s pulzno širinsko
modulacijo. Krmilnik ima sposobnost ukazne signale regulirati sam, ali pa jih napaja od
zunaj. Uporabimo lahko CANopen ali pa RS-32 serijski vmesnik za povezavo med
komponentami med sabo in za konfiguracijo pogona. Krmilnik ima namenske
programabilne digitalne in analogne vhode in izhode. Vsi parametri, ki so uporabljeni, se
shranjujejo v trajni pomnilnik krmilnika.[1]
Slika 2: Komrcialni krmilnik
Diplomsko delo:Izdelava grafičnega vmesnika za krmilnik linearnega motorja Stran 5
2.2 Linearni motor
Linearni motor pretvarja električno energijo v translakcijsko gibanje. Sestavo linearnega
motorja si lahko predstavljamo kot prerez rotacisjkega motorja.
Slika 3: Sestava linearnega motorja; stator (a), stator prerezan in izravnan po črti (b), rotor
poloţen nad stator (c), dvostransko obleganje rotorja (d), enostransko obleganje rotorja (e).
Navodila za izdelavo diplomskega dela Stran 6
Linearni motorji so sestavljeni iz primarnega dela, skozi katerega teče tok in reakcijskega
dela, t. i. sekundarnega dela. V nasprotju z rotacijskimi motorji, linearni motorji direktno
zagotavljajo premočrtno gibanje in ne potrebujejo nikakršnih mehanskih prenosnih
elementov. Zaradi tega se pri linearnih motorjih pojavi vrsta prednosti, ter tudi nekaj
slabosti.
Prednosti linearnih motorjev
direktna pretvorba električne energije v premočrtno energijo,
ni obrabe in je zato podaljšana ţivljenjska doba,
ni elastičnosti pogonske tuljave, velika statična in dinamična togost, majhna skupna
masa in malo število komponent,
v povezavi z digitalnimi krmilji je mogoča visoka stopnja krmiljenja in regulacije, s
tem je omogočena dobra pozicijska natančnost tudi pri visokih hitrostih in
zmoţnost velikih pospeškov in pojemkov.
Slabosti linearnih motorjev:
trenutno imajo relativno visoko ceno,
močno segrevanje.
Pri zaporedni povezavi sekundarnih elementov je mogoča poljubno dolga tekalna proga.
Kot veliko slabost je potrebno omeniti nizko stopnjo učinka, oz. visok odstotek izgub. To
vodi k močnim termičnim obremenitvam linearnega motorja in okoliške strojne strukture,
tako da je za zagotovitev točnosti motorja potrebno v (velikih primerih) tekočinsko
ohlajanje.
Diplomsko delo:Izdelava grafičnega vmesnika za krmilnik linearnega motorja Stran 7
Tudi pri linearnih motorjih lahko razlikujemo med sinhronskimi in asinhronskimi. Pri
asinhronski varianti motorja je sekundarni del opremljen s kratkostičnimi drogi, ki zaradi
indukcije tvorijo sekundarno magnetno polje. Sinhronska varianta linearnega motorja pa je
opremljena s trajnimi magneti na sekundarnem delu.[2]
Slika 4: Uporabljen linearni motor
2.3 Napajalnik
Napajalnik je zelo pomemben element, saj mora nemoteno oskrbovati krmilnik in linearni
motor z električno energijo.
Napajalnik PS1600W je serija nereguliranih napajalnikov, ki je bila oblikovana kot
dopolnilo ADVANCED MOTION CONTROLS servo ojačevalnikom. Model PS1600W je
vgrajen na osnovno ploščo za več-osne aplikacije. Ti neregulirani DC (enosmerni) viri
električne energije so sprejemljiva rešitev za večino aplikacij, kot nadomestek servo
ojačevalnikov podjetja Advanced Motion Controls, za spreminjanje izhoda in komponent
izmeničnega nihanja napajalnika.
Navodila za izdelavo diplomskega dela Stran 8
Serija napajalnikov PS1600W je načrtovana tako, da zagotavlja najbolj idealno razmerje
cene na Watt moči. Imajo več navitij, bodisi za delovanje pri 120V izmenične napetosti
(model PS16L) ali 240V izmenični napetosti (model PS16H), pri frekvenci 50/60 Hz, kar
pomeni, da so prilagojeni tako evropskim kot ameriškim električnim omreţjam. Ta serija
napajalnikov ima več različnih izhodnih navitij za različne napetosti, to so: 30V, 36V ter
40V. 30 V in 40 V transformatorja imata štiri enaka sekundarna navitja, 36V transformator
pa ima dva enaka sekundarna navitja. Izhodna navitja lahko priključimo zaporedno ali
vzporedno za različne izhodne napetosti in tokove.[3]
Slika 5: Napajalnik PS16L60
Diplomsko delo:Izdelava grafičnega vmesnika za krmilnik linearnega motorja Stran 9
2.4 LabVIEW program
LabView je programski paket, ki ga je zasnovalo podjetje National Instruments z
namenom, da bi inţenirjem ponudili enostavno programsko orodje za avtomatizacije
meritev. Ker so inţenirjem v splošnem bliţje grafične sheme kot tekstovno programiranje,
LabVIEW temelji na grafičnem programiranju. LabVIEW so začeli razvijati leta 1984, od
leta 1992 pa je na voljo tudi za operacijsko okolje Windows, na katerem je doţivel tudi
največji uspeh.
Slika 6: Logotip
V LabVIEW lahko ustvarjamo virtualne instrumente, ki jih lahko nato tudi med seboj
poveţemo. LabVIEW vsebuje veliko paleto orodij za simulacijo, zdruţevanje, analizo in
shranjevanje podatkov, prav tako ima tudi dobro razvito orodje za iskanje napak v
programski kodi. LabVIEW program delimo v osnovi na dva dela, na čelno ploščo ter na
blok diagram.
Čelno ploščo oblikujemo tako, da je uporabniku prijazna, preprosta za uporabo ter
urejenega videza. Na čelni plošči imamo vse potrebne gumbe in prikazovalne elemente,
kot so: grafi, grafikoni, stikala, tipala, numerični indikatorji, itd. Čelno ploščo lahko
poljubno oblikujemo tako, da bo čim bolj preprosta za uporabo.
Navodila za izdelavo diplomskega dela Stran 10
Slika 7: Primer čelne plošče
V blok diagramu pa sprogramiramo naš virtualni instrument oz. našo napravo.
Programiranje poteka z blokovno kodo oz. G-kodo. Programiramo tako, da iz knjiţnice
vstavljamo določene elemente, ter jih medseboj pravilno oţičimo. Te vstavljene elemente
lahko tudi poimenujemo ter dodamo kakšne komentarje za boljšo preglednost programa.
Diplomsko delo:Izdelava grafičnega vmesnika za krmilnik linearnega motorja Stran 11
Slika 8: Primer blok diagrama
Program ima tudi zmoţnost, da lahko izmerjene in zajete podatke tudi shranimo in jih
lahko kasneje analiziramo ali ogledamo. Pomembno je, da podatke shranimo v pravilno
knjiţnico, da jih lahko kasneje odpremo z ustreznim programom, ki podpira takšno vrsto
zapisa dadoteke. LabVIEW omogoča priklop ter zajemanje podatkov z raznimi
podatkovnimi karticami, regulatorji ter video kamerami. V tem primeru pa si je potrebno
namestiti pravilne gonilnike, ki pa jih dobimo na uradni spletni strani podjetja National
Instruments.
Navodila za izdelavo diplomskega dela Stran 12
2.5 Linearni magnetni dajalnik
Za naš linearni motor je bil izbran linearni magnetni dajalnik LM10.
Slika 9: Linearni magnetni dajalnik
LM10 je brezkontaktni magnetni linearni dajalnik pomika. Merilna letev je sestavljena iz
čitalne glave, ki se pomika do 1,5mm nad magnetnim merilnim trakom in lahko meri
dolţine do 100m. Čitalna glava LM10 ima vgrajeno svetlečo LED diodo, s čimer lahko na
enostaven način določimo, ali glava deluje pravilno, orodje za namestitev magnetnega
traku pa še dodatno poenostavi nameščanje. Sistem je opremljen z referenčno značko, ki jo
vdelamo v magnetni trak ob izdelavi, ali pa se jo prilepi naknadno, s pomočjo pripomočka
za namestitev značke. Obstajajo izvedbe z digitalnimi ali analognimi izhodi, ki omogočajo
ločljivost, nastavljivo na 1µm, 2µm, 5µm, 10µm,20µm in hitrost dajalnika 4m/s. LM10 je
namenjen delovanju v ekstremnih pogojih in deluje v temperaturem območju od - 20 °C do
+ 85 °C, zagotavlja stopnjo zaščite IP68 in je neobčutljiv na udarce, vibracije in pritisk.
Magnetni merilni trak je odporen na kemikalije, ki se pogosto uporabljajo v proizvodnih
procesih. Brezkontaktni način delovanja odpravlja problem obrabe, zagotavlja trpeţnost in
Diplomsko delo:Izdelava grafičnega vmesnika za krmilnik linearnega motorja Stran 13
minimalno histerezo ter s tem omogoča natančnost in zanesljivost merjenja tudi pri visokih
hitrostih in pospeških.[4]
2.5.1 Delovanje
Diferencialni magnetorezistivni senzor zaznava enolični magnetni zapis na magnetnem
traku in ob pomikanju vzdolţ traku ustvarja sinusne in kosinusne signale. Z notranjo
interpolacijo teh analognih signalov lahko doseţemo ločljivost 1µm.
Slika 10: Delovanje linearnega magnetnea dajalnika
Spremembe magnetnega pretoka nastanejo ob premikanju vzdolţ magnetnega traku,
nasičijo senzor, kar omogoča natančne in zanesljive odčitke. Nasičenje senzorjev
doseţemo, ko je razmik med senzorjem in magnetnim trakom manjši od ¾ dolţine
magnetne periode in s tem postanejo sinusni ter kosinusni signali stabilni.
Senzor zaznava gradient magnetnega polja in je zato skoraj popolnoma neobčutljiv na
zunanja homogena magnetna polja.
Navodila za izdelavo diplomskega dela Stran 14
3 IZDELAVA GRAFIČNEGA VMESNIKA
Grafični vmesnik se je izdelal v programskem paketu LabVIEW9 podjetja National
Instruments.
Za izdelavo grafičnega vmesnika je bilo potrebno izbrati primerno programsko opremo.
Najbolj primeren program je bil LabVIEW, saj temelji na grafičnem programiranju, ki je
uporabniku zelo prijazen ter nepreveč zahteven za uporabo. Potrebno je bilo preučiti
programsko okolje LabVIEW, da sem se seznanil, kaj vse ponuja ta program. Prav tako pa
je bilo potrebno izdelati idejno zasnovo, kaj vse bo vključeval grafični vmesnik.
3.1 Idejna zasnova
Odločiti se je bilo potrebno, kakšne naloge bo upravljal grafični vmesnik. Primarna naloga
grafičnega vmesnika je, da pridobivamo podatke o hitrosti, toku in poloţaju drsnih vrat. Ti
trije podatki se nam prikazujejo v grafih. Zahteve pa se niso ustavile pri samemu dobivanju
podatkov. Da bi zagotovili uspešnost sistema, je bilo potrebno zagotoviti še shranjevanje
podatkov za kasnejšo morebitno analizo podatkov. Kasneje se je pojavila še zahteva, da bi
lahko podatke, ki so prikazani na grafikonu, zaustavili, da bi si jih lahko pobliţe ogledali, v
odzadju pa bi program lahko prav tako nemoteno dobival podatke o poloţaju, hitrosti in
toku. Nato pa bi lahko te podatke shranili v datoteko.
3.2 Izdelava čelne plošče
Čelno ploščo je bilo potrebno izdelati čim bolj prijazno uporabniku. To pa pomeni, da je
pregledna, funkcionalna ter enostavna za uporabo. Na čelni plošči se nam v grafikonu
izrisujejo podatki o poloţaju, hitrosti ter toku. Vse tri merjene veličine se nam izrisujejo na
enem grafikonu, to pa zaradi boljše preglednosti sistema. Seveda pa je program narejen
tako, da lahko vsako veličino posebej opazujemo na svojem grafu. Na čelni plošči se
Diplomsko delo:Izdelava grafičnega vmesnika za krmilnik linearnega motorja Stran 15
nahajajo še orodja za obdelavo podatkov, to pa pomeni, da si lahko podatke na grafu
povečamo, prav tako imamo tudi gumb STOP za ugasnitev programa, ter še gumb za
shranjevanje podatkov in »zamrznitev« grafikona.
Slika 11: Izgled čelne plošče
3.3 Izdelava blok diagrama
V blok diagramu je bilo potrebno pravilno oţičit vse izbrane elemente, ki so bili potrebni
za pravilno delovanje programa.
Osnova je bila, da se trije grafi zdruţijo v en grafikon, na katerem se bodo prikazovale
izmerjene veličine (slika12). Vse tri grafe je bilo potrebno povezati v en grafikon z
zdruţitveno funkcijo »bundle«. Tako se nam zdaj na grafikonu prikazujejo vse tri merjene
veličine. Ker na začetku še ni bilo izdelane komunikacije med krmilnikom ter OS
računalniku na katerem je program LabVIEW, sem za podatke o poloţaju, hitrosti ter toku
Navodila za izdelavo diplomskega dela Stran 16
izbral naključna števila. Za pravilno delovanje sistema pa je bilo potrebno te funkcije dati v
»While« zanko (slika 13). While zanka je najpreprostejša oblika zanke, zanka se ponavlja
dokler je pogoj izpolnjen, ko pa pogoj ni izpolnjen, se ustavi. Zatorej moram v While zanki
funkcijo STOP vezati na stanje zanke (slika 14). Zanka ima lahko dve stanji, to pa sta:
ustavi, če je pravilno, ali pa ustavi, če je napačno. S tem pa program, če ni dokončan.
Sprogramiral sem tudi logiko o prikazovanju in »zamrznitvi« grafikona in gumba
SHRANI (slika 15). Ta logika deluje tako, da ko ţelimo grafikon z vsemi podatki ustavit,
da bi si ga pobliţje ogledali, stisnemo na čelni ploči gumb ZAMRZNI. Nato se nam
grafikon ustavi ter si lahko ogledamo podatke pobliţje, ampak v odzadju pa program še
prav tako pridobiva merjene podatke o poloţaju, hitrosti ter toku. Ko stisnemo gumb
ZAMRZNI, se nam na čelni plošči še prikaţe gumb SHRANI. Tako lahko potem
shranimo podatke za vse tri izmerjene veličine v velikosti zadnjih 100 podatkov, saj je tako
nastavljen tudi grafikon. Ta logika o prikazovanju in »zamrznitvi« grafa pa poteka tako, da
imamo znotraj While zanke še Case strukturo. V Case strukturo damo zgodovino funkcijo
Zgodovina grafikona, ter ga poveţemo z Zaustavljenim grafikonu, to pa zato da pridobimo
podatke iz grafikona. Nato pa je potrebno določiti, kateri grafikon bo viden in kateri ne.
Zunaj zanke While pa je potrebno inicializirati, kakšno bo prvotno stanje grafikona, to pa
pomeni, ko bomo zagnali program, kateri grafikon bo viden in kateri ne bo viden
(slika 16).
Kot zadnji del programa pa je potrebno izvesti, da se izmerjene vrednosti lahko shranijo v
datoteko. Zunaj zanke While je potrebno dati funkcijo za ustvarjanje datoteke, to pa je
potrebno povezati s funkcijo za zapis tekstovne datoteke. Nato je potrebno znotraj While
zanke narediti še Case strukturo. Na Case strukturo je povezan gumb SHRANI, ter ko se ta
gumb stisne, se izvede shranjevanje podatkov. Obvezno pa je potrebno zunaj zanke While
dodati še funkcijo, da to datoteko, v katero se zapisujejo podatki zapre, drugače se pojavi
napaka in tega ni mogoče storiti (slika 17). Ker so bili podatki v datoteki nepregledni in so
se izpisovali v vrsticah, sem dodal še funkcijo, ki je vrstice spremenila v stolpce in tako
povečala preglednost podatkov (slika 18).
Diplomsko delo:Izdelava grafičnega vmesnika za krmilnik linearnega motorja Stran 17
Slika 12: Prikaz podatkov na enem grafikonu
Slika 13: Zanka While
Slika 14: Stanje zanke
Navodila za izdelavo diplomskega dela Stran 18
Slika 15: Logika »zamrznitve« grafikona
Slika 16: Inicializacija grafikona
Slika 17: Shranjevanje podatkov
Diplomsko delo:Izdelava grafičnega vmesnika za krmilnik linearnega motorja Stran 19
Slika 18: Prikaz shranjenih podatkov v datoteki
3.4 Združitev z diplomsko temo »Vzpostavitev CAN-BUS komunikacije v Labview«
Moje diplomsko delo je potekalo v povezavi z diplomskim delom Vzpostavitev CAN-BUS
komunikacije v LabVIEW. V tej diplomski temi je kolega razvil komunikacijo med OS
računalnikom na katerem je LabVIEW program ter krmilnikom. Povezava poteka preko
CAN-BUS povezave. Kolega je izdelal gonilnik, ki je omogočal prejemanje podatkov o
poloţaju, hitrosti ter toku drsnih vrat, kasneje pa še nastavljanje ţelenega poloţaja.
Vzpostavite pa je potekala tako, da sem vhodne podatke o poloţaju, hitrosti ter toku
pripeljal v moj program preko Globalnih spremenljivk. Kot sem ţe omenil, sem imel na
začetku zaradi preizkušanja naključne vrednosti. Seveda je bilo potrebno oba programa,
tako mojega kot program za pridobivanje podatkov, dati v isti projekt. Da lahko
pridobivam ţeljene podatke, se morata oba programa izvajati vzporedno. Na začetku je
Navodila za izdelavo diplomskega dela Stran 20
bilo potrebno vsak program posebej zagnati, nato pa sem uredil, da ko zaţenem moj
program, se program za pridobivanje podatkov zaţene sam. Prav tako sem uredil, da ko
ţelim ustaviti program, se ustavita oba programa.
Slika 19: Izgled čelne plošče skupnega programa
Diplomsko delo:Izdelava grafičnega vmesnika za krmilnik linearnega motorja Stran 21
Slika 20: Blok diagram skupnega programa
Navodila za izdelavo diplomskega dela Stran 22
4 PREIZKUŠEVANJE IN DELOVANJE SISTEMA
Za uspešno delovanje sistema je bilo potrebno izdelati gonilnike za povezavo med OS
računalnikom na katerem je program LabVIEW ter krmilnikom. Gonilnike nisem izdelal
sam, saj je bilo to delo mojega študijskega kolega.
Povezava med krmilnikom in računalnikom poteka preko USB-CAN vmesnika NI-USB-
8473. Vmesnik vsebuje D-SUB (CAN protokala) priključek, zato je bilo potrebno izdelati
vodnik, ki je imel na eni strani D-Sub priključek, na drugi strani pa mreţni RJ-45
priključek.
Ko odpremo grafični vmesnik v LabVIEW programu, ga moramo najprej zagnati. Nato na
čelni plošči stisnemo tipko WRITE, da aktiviramo povezavo do krmilnika in tako
začenjamo pridobivati ţelene podatke in informacije. Ko pa ţelimo zaključiti s
pridobivanjem podatkov, stisnemo tipko STOP.
Delovanje programa poteka točno tako, kot je bilo zamišljeno in brez vsakakršnih teţav.
Diplomsko delo:Izdelava grafičnega vmesnika za krmilnik linearnega motorja Stran 23
5 ZAKLJUČEK
Ta diplomska naloga je sestavljena iz več elementov, ki pa skupaj tvorijo delujočo celoto.
Celota tega so drsna vrata, katere poganja linearni motor, ki ga krmilimo in pridobivamo
podatke s programom LabVIEW.
Najprej je bilo potrebno preučiti vsak del posebej, da sem si sploh znal predstavljati
delovanje drsni vrat. Veliko dela je bilo s pridobivanjem podatkov o linearnih motorjih. Saj
se ta vrsta motorjev v ta namen ne pojavlja pogosto oz. skoraj se ne. Preučiti je bilo
potrebno, kako deluje linearni motor, ter njegove prednosti in pomankljivosti. Prav tako pa
je bilo potrebno pridobiti znanje še iz ostalih elementov, ki so sestavni del drsnih vrat.
Raziskovanje je vključevalo študij obstoječe literature o posameznih komponentah, ki so
vključene v sistem drsnih vrat, prevod tuje literature, testiranje in preučevanje delovanja
posameznih komponent na testnem mestu.
Nato sem se osredotočil na izdelavo grafičnega vmesnika v programu LabVIEW. Moja
naloga je bila izdelati grafični vmesnik, ki bo prijazen uporabniku. Veliko dela sem imel s
spoznavanjem programa LabVIEW. Ugotoviti sem moral, česa je sposoben program, ter
kaj vse se da v njem narediti. Po preučitivi primerov, ki so priloţeni programu, ter vadnice
(tutorial), sem pridobil neko osnovno znanje o pragramu LabVIEW, ki mi je nato
omogočalo, da sem uspešno izdelal grafični vmesnik. Seveda pa vse ni potekalo tako, kot
bi si ţelel, saj sem imel kar dosti preglavic z razumevanjem literature, ki je skoraj ni v
slovenskem jeziku in sem moral poseči po tuji literaturi.
Avtomatski sistem drsnih vrat, katere poganja linearni motor, je zelo dober sistem. Sistem
je zelo hiter, natančen, zanesljiv ter predvsem napreden. Ker pa ima vsak dober sistem tudi
slabosti, jih ne smem pozabiti omeniti v našem sistemu. Precejšna slaba lastnost je izjemo
velika cena linearnih motorjev, ki bi se ob morebitni serijski proizvodnji dala zniţati. Ker
Navodila za izdelavo diplomskega dela Stran 24
naš sistem avtomatskih drsnih vrat ni bil izdelan z namenom za serijsko proizvodnjo,
ampak za preučitev in testiranje, kako se obnese linearni motor v takšnih sistemih, lahko
visoko ceno izključimo ter ocenimo sistem avtomatskh drsnih vrat kot zelo dober sistem,
ki se zna v prihodnosti pojaviti tudi na trţišču.
Diplomsko delo:Izdelava grafičnega vmesnika za krmilnik linearnega motorja Stran 25
6 VIRI IN LITERATURA
[1] http://www.a-m-c.com/download/datasheet/dpcante-020b080.pdf (opis krmilnika
8.7.2010)
[2] I. Pahole, J. Balič, Obdelovalni in preoblikovalni stroji, Fakulteta za strojništvo,
Maribor 2003.
[3] http://www.a-m-c.com/download/datasheet/ps16h40.pdf (opis napajalnika 8. 7. 2010)
[4] http://www.rls.si/default.asp?prod=lm10&lang=slovene (opis magnetnega dajalnika
15.2.2010)
Navodila za izdelavo diplomskega dela Stran 26
6.1 Seznam slik
Slika 1: Konstrukcija drsnih vrat ........................................................................................... 3
Slika 2: Komrcialni krmilnik ................................................................................................. 4
Slika 3: Sestava linearnega motorja; stator (a), stator prerezan in izravnan po črti (b), rotor
poloţen nad stator (c), dvostransko obleganje rotorja (d), enostransko obleganje
rotorja (e). ...................................................................................................................... 5
Slika 4: Uporabljen linearni motor ........................................................................................ 7
Slika 5: Napajalnik PS16L60 ................................................................................................ 8
Slika 6: Logotip ..................................................................................................................... 9
Slika 7: Primer čelne plošče ................................................................................................ 10
Slika 8: Primer blok diagrama ............................................................................................. 11
Slika 9: Linearni magnetni dajalnik..................................................................................... 12
Slika 10: Delovanje linearnega magnetnea dajalnika .......................................................... 13
Slika 11: Izgled čelne plošče ............................................................................................... 15
Slika 12: Prikaz podatkov na enem grafikonu ..................................................................... 17
Slika 13: Zanka While ......................................................................................................... 17
Slika 14: Stanje zanke ......................................................................................................... 17
Slika 15: Logika »zamrznitve« grafikona ........................................................................... 18
Slika 16: Inicializacija grafikona ......................................................................................... 18
Slika 17: Shranjevanje podatkov ......................................................................................... 18
Slika 18: Prikaz shranjenih podatkov v datoteki ................................................................. 19
Slika 19: Izgled čelne plošče skupnega programa ............................................................... 20
Slika 20: Blok diagram skupnega programa........................................................................ 21
Diplomsko delo:Izdelava grafičnega vmesnika za krmilnik linearnega motorja Stran 27
6.2 Naslov študenta
Uroš Slemnik
Flisova ulica 11
2366 Muta
040-852-245
6.3 Kratek življenjepis
Rojen: 9. 11. 1988 v Slovenj Gradcu
Osnovna šola: 1995–2003 OŠ Muta
Srednja šola: 2003–2007 Srednja elektro računalnišk šola Maribor, smer: Tehniška
gimnazija; program: Elektrotehnika
Visoka šola: 2007–2010 FERI, Univerza Maribor: smer Mehatronika UN
Navodila za izdelavo diplomskega dela Stran 28
Diplomsko delo:Izdelava grafičnega vmesnika za krmilnik linearnega motorja Stran 29
Navodila za izdelavo diplomskega dela Stran 30