Розроблення лабораторного стенду для дослідження систем керування дискретними технологічними процесами - Корнієнко, Артем Вадимович; Korniienko, Artem Vadymovych (Національний університет "Львівська політехніка", 2024)
Корнієнко А.В., Матіко Ф.Д. (керівник). Розроблення лабораторного стенду для дослідження систем керування дискретними технологічними процесами. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет«Львівська політехніка», Львів, 2025. Розширена анотація У сучасному світі промислове виробництво переживає активну фазу модернізації, яка ґрунтується на впровадженні інтелектуальних технологій, високотехнологічного обладнання та автоматизованих систем управління нового покоління. Цей процес охоплює не лише передові промислові держави, а й країни, що розвиваються, які прагнуть підвищити ефективність, точність та продуктивність своїх виробничих потужностей. Застосування таких технологій, як робототехніка, мехатроніка, сенсорні системи, штучний інтелект і машинне навчання, дозволяє створювати гнучкі виробничі лінії, які можуть адаптуватися до змін ринку, випускати продукцію високої якості та мінімізувати людський фактор у процесах, що потребують надвисокої точності.Разом з цим зростає потреба у фахівцях нового покоління — інженерах, техніках, програмістах та операторах, які володіють комплексними знаннями в галузі автоматизації та керування, а також практичними навичками роботи з сучасним обладнанням[1]. Особливої актуальності набуває підготовка кадрів у сферах робототехніки, мехатроніки, автоматизованих систем керування, промислової електроніки та суміжних напрямів [2]. Без наявності висококваліфікованого персоналу неможливо забезпечити ефективне впровадження інтелектуальних технологій у виробництво. У зв’язку з цим навчальні заклади мають регулярно оновлювати свої навчальні програми, поповнювати матеріально-технічну базу та забезпечувати студентів сучасним обладнанням, що дозволить відпрацьовувати навички, максимально наближені до реальних умов виробництва. Значна увага сьогодні приділяється також впровадженню багаторівневих систем керування. Це складні структури, які дозволяють ефективно координувати роботу великої кількості виробничих одиниць, агрегатів та ліній у режимі реального часу.[3] Такі системи забезпечують централізоване або ієрархічне керування технологічними процесами, збір і обробку даних, діагностику обладнання та своєчасне прийняття рішень. Відповідно, для розробки, налаштування та обслуговування подібних систем потрібні фахівці, які мають не лише теоретичні знання, а й практичний досвід у сфері системного аналізу, автоматизації, програмування та технічного обслуговування[4]. Не менш важливим компонентом сучасного виробництва є механізація. Серед її напрямів особливої уваги заслуговує використання лінійних передач[5]. Лінійні передачі відіграють ключову роль у системах автоматизації, забезпечуючи точне, кероване та надійне переміщення окремих елементів у виробничих механізмах. Вони використовуються в роботизованих маніпуляторах, конвеєрних системах, складальних лініях, пакувальному обладнанні та багатьох інших сферах, де необхідне чітке позиціонування рухомих частин. Завдяки високій точності, низькому рівню шуму та зносостійкості, сучасні лінійні передачі дозволяють підвищити якість і швидкість виробничих процесів. Разом з тим, для правильної експлуатації, обслуговування та інтеграції таких систем у виробничі лінії необхідно мати відповідну підготовку. Тому в навчальному процесі важливо приділяти увагу не лише теоретичному вивченню принципів роботи механізмів, а й практичному ознайомленню з їх функціонуванням. Об'єктом дослідження магістерської кваліфікаційної роботи є системи керування дискретними технологічними процесами. Предметом дослідження є лабораторний стенд для вивчення та дослідження систем керування дискретними технологічними процесами. Метою дослідження є розроблення лабораторного стенду для дослідження систем керування дискретними технологічними процесами. У першому розділі магістерської кваліфікаційної роботи аналізуємо дискретні системи автоматизації, які використовуються у сфері металообробки і виготовлення друкованих плат, як об’єкти керування. Більш конкретно розглядаємо процес підвезення заготовок у сфері металообробки і процес свердління разом із оптичною інспекцією у сфері виготовлення друкованих плат. На тлі розглянутих процес формуємо технічне завдання до лабораторного стенду. У другому розділі виконано аналіз і порівняння технічних засобів різних виробників засобів автоматизації, які б задовольнили технічному завданню на розроблення стенду. Обрано технічні засоби та виконано аналіз програмних засобів для розроблення систем автоматизації. У третьому розділ цієї роботи розроблено програму функціонування лабораторного стенду та людино-машинний інтерфейс на основі сенсорної панелі MitsubishiGT-1665M. У четвертому розділі розроблено схему електричних з’єднань компонентів лабораторного стенду, схему живлення контролера ПЛК, панелі оператора та інших технічних засобів. У п’ятому розділі розроблено лицьову панель стенду і специфікацію засобів автоматизації, допоміжних засобів та матеріалів, використаних для виготовлення лабораторного стенду.

Kornienko A.V., Matiko F.D. (supervisor). Developmentof a laboratorystandforthestudyofcontrolsystemsfordiscretetechnologicalprocesses. Master'sthesis - LvivPolytechnicNationalUniversity, Lviv, 2025. Extendedabstract Inthemodernworld, industrialproductionisundergoinganactivephaseofmodernizationbasedontheintroductionofintelligenttechnologies, high-techequipmentandautomatedcontrolsystemsof a newgeneration. Thisprocessinvolvesnotonlyadvancedindustrializednationsbutalsodevelopingcountriesseekingtoimprovetheefficiency, accuracyandproductivityoftheirproductionfacilities. Theuseoftechnologiessuchasrobotics, mechatronics, sensorsystems, artificialintelligenceandmachinelearningallowsforflexibleproductionlinesthatcanadapttomarketchanges, producehighqualityproductsandminimizethehumanfactorinprocessesrequiringultra-highprecision. Atthesametime, thereis a growingneedfor a newgenerationofspecialists - engineers, technicians, programmers, andoperatorswhohavecomprehensiveknowledgeofautomationandcontrol, aswellaspracticalskillsinworkingwithmodernequipment."[1] Traininginthefieldsofrobotics, mechatronics, automatedcontrolsystems, industrialelectronics, andrelatedareasisofparticularrelevance.[2] Withouthighlyqualifiedpersonnel, itisimpossibletoensuretheeffectiveimplementationofsmarttechnologiesinproduction. Inthisregard, educationalinstitutionsshouldregularlyupdatetheircurricula, replenishtheirmaterialandtechnicalbase, andprovidestudentswithmodernequipmentthatwillallowthemtopracticeskillsascloseaspossibletorealproductionconditions. Muchattentionisalsobeingpaidtotheintroductionofmulti-levelmanagementsystems. Thesearecomplexstructuresthatallowfortheeffectivecoordinationof a largenumberofproductionunits, assemblies, andlinesinrealtime.[3] Suchsystemsprovidecentralizedorhierarchicalprocesscontrol, datacollectionandprocessing, equipmentdiagnostics, andtimelydecision-making. Accordingly, thedevelopment, setupandmaintenanceofsuchsystemsrequiresspecialistswhohavenotonlytheoreticalknowledgebutalsopracticalexperienceinsystemanalysis, automation, programmingandmaintenance.[4] Anequallyimportantcomponentofmodernproductionismechanization. Amongitsareas, theuseoflineargearsdeservesspecialattention[5]. Lineartransmissionsplay a keyroleinautomationsystems, providingaccurate, controlledandreliablemovementofindividualelementsinproductionmechanisms. Theyareusedinroboticmanipulators, conveyorsystems, assemblylines, packagingequipment, andmanyotherareaswhereprecisepositioningofmovingpartsisrequired. Thankstotheirhighprecision, lownoise, andwearresistance, modernlineartransmissionscanimprovethequalityandspeedofproductionprocesses. Atthesametime, theproperoperation, maintenance, andintegrationofsuchsystemsintoproductionlinesrequiresappropriatetraining. Therefore, intheeducationalprocess, itisimportanttopayattentionnotonlytothetheoreticalstudyoftheprinciplesofoperationofthemechanisms, butalsotothepracticalfamiliarizationwiththeirfunctioning. Theobjectofthestudyofthemaster'squalificationworkisthecontrolsystemsofdiscretetechnologicalprocesses. Thesubjectofthestudyis a laboratorystandforthestudyandresearchofcontrolsystemsofdiscretetechnologicalprocesses. Thepurposeofthestudyistodevelop a laboratorystandforthestudyofcontrolsystemsofdiscretetechnologicalprocesses. Inthefirstsectionofthemaster'squalificationwork, weanalyzediscreteautomationsystemsusedinthefieldofmetalworkingandprintedcircuitboardmanufacturingascontrolobjects. Morespecifically, weconsidertheprocessoftransportingworkpiecesinthefieldofmetalworkingandthedrillingprocesstogetherwithopticalinspectioninthefieldofprintedcircuitboardmanufacturing. Againstthebackgroundoftheconsideredprocess, weform a technicaltaskforthelaboratorystand. Inthesecondsection, ananalysisandcomparisonoftechnicalmeansofvariousmanufacturersofautomationmeansthatwouldsatisfythetechnicaltaskforthedevelopmentofthestandareperformed. Technicalmeansareselectedandananalysisofsoftwaretoolsforthedevelopmentofautomationsystemsisperformed. Inthethirdsectionofthiswork, theprogramforthefunctioningofthelaboratorystandandthehuman-machineinterfacebasedontheMitsubishi GT-1665M touchpanelaredeveloped. Inthefourthsection, theelectricalconnectiondiagramofthelaboratorystandcomponents, thepowersupplydiagramofthe PLC controller, theoperatorpanelandothertechnicalmeansaredeveloped. Inthefifthsection, thefrontpanelofthestandandthespecificationofautomationequipment, auxiliaryequipmentandmaterialsusedforthemanufactureofthelaboratorystandaredeveloped
Development of LaboratoryStand toStudy theControl Systems for Discrete Technological Processes
Keywords: 3.174.00.00