ЦП Автоматизированные системы управления и промышленная безопасность

Бродил по ютюб и наткнулся на очень хорошее видео:(в подробнее 2 часть)

Простое автоматическое устройство, которое включает фары через 10-15 секунд после включения зажигания, и выключает их через 5-10 минут после выключения зажигания. 
Первая малая задержка нужна чтобы не нагружать аккумулятор лишним током при запуске двигателя, накачке бензина в инжектор. 
Вторая большая задержка нужна чтобы фары не выключались при кратковременных остановках, например, на заправку. 
В основе схемы микросхема К561ЛА7 причём вместо нее можно использовать и её аналог К561ЛЕ5. Поскольку все элементы используются только как инверторы никакого значения логика входов не имеет. 
Интервалы времени задаются путём ----разрядки конденсатора С1 Здесь необычно для таких схем применён конденсатор большой ёмкости.Сделано это чтобы можно было использовать в RC-цепи резисторы относительно низкого сопротивления, а сама время-задающая цепь работала на относительно высоких токах. 
Это имеет вжное значение при работе в автомобиле,где как температура, так влажность может меняться в широких пределах. 
Более привычная RC-цепь с мегаомными резисторами может попросту залипнуть из-за того что ток утечки будет больше тока зарядки. В данном случае это вряд ли возможна. 
и так, в исходном состоянии С1 разряжен. 
Напряжение на входах D1.1=лог.0. 
Так же и на выходе D1.4. Транзистор VT1 закрыт, реле К1 выключено. 
Фары не горят.

Степанов, Соков,Пилипенко, Горбачев

Введение
Результаты международных исследований показывают, что в последние годы в России возникли значительные проблемы с формированием естественно-научной грамотности учащихся, понимаемой в наше время как способность использовать полученные знания в конкретных жизненных ситуациях; выделения в них задач, решения которых могут быть получены путем использования личного опыта, дополнительной информации , проведения собственных исследований, наблюдений и экспериментов. В значительной степени эти способности формируются на основе развития физических представлений об окружающем мире [1]. Сокращение учебной нагрузки по общему курсу физики, отсутствие в большинстве школ и вузов учебных установок и демонстрационных моделей основных изучаемых явлений и процессов, современных приборов для измерения и регистрации различных физических величин делают эти проблемы фатальными. Альтернатива создавшемуся положению связана с распространением передовых технологий обучения, основанных на применении информационных технологий в изучении естественных и инженерных дисциплин, и более эффективным использованием вычислительной техники.
Это совершенно новое направление совершенствования образования, основой которого является создание полных комплектов электронных учебно-методических материалов и модернизация лабораторного оборудования образовательных учреждений [2,3]. При этом решающее значение приобретают вопросы выбора программной среды и технических средств для реализации этого направления и их системообразующая роль в распространении новых технологий обучения. Одними из наиболее перспективных решений является здесь использование программных и технических средств National Instruments.

Пилипенко А.В.

В настоящее время системы машинного зрения могут быть представлены следующими составляющими:
- интегральными схемами для цифровой обработки сигналов, для аналоговой и цифровой обработки сигналов;
- специализированной аппаратурой, в том числе встраиваемыми и бортовыми вычислителями, модулями обработки сигналов, в том числе и многопроцессорными;
- программным обеспечением, управляющим функционированием аппаратуры и решением конкретных прикладных задач.

Внешний вид основной части программно-аппаратного комплекса

Цифровая камера - окуляр DCM 300

Основные особенности:

Пилипенко А.В.

Важную роль на протяжении всей учебы в техническом вузе играют многочисленные задания и учебные проекты с большим объемом вычисли-тельной работы. Поэтому значительные усилия в области компьютеризации учебного процесса в техническом вузе направляются на автоматизацию трудоемких или, как их иногда называют, "рутинных" учебных работ. Чаще всего компьютерную поддержку учебного процесса в технических дисциплинах осуществляют с помощью САПР.
В последние годы процессу внедрения САПР уделяется большое внимание со стороны промышленных предприятий, многие из которых еще находятся в стадии выбора средств автоматизации инженерно-технических работ, а некоторые уже приступили к активному освоению приобретенных интегрированных САПР.
Учитывая эти обстоятельства, использование САПР в учебном процессе в настоящий момент должно являться неотъемлемой частью подготовки современных инженеров, а знания в этой области уже сегодня выступают одним из критериев конкурентоспособности выпускников технических вузов на рынке труда.
Система автоматизации проектных работ (САПР) или CAD (англ. Computer-Aided Design) — организационно-техническая система, предназначенная для выполнения проектной деятельности с применением вычислительной техники, позволяющая создавать конструкторскую и/или технологическую документацию. Обычно охватывает создание геометрических моделей изделия (твердотельных, трехмерных, составных), а также генерацию чертежей изделия и их сопровождение. Следует отметить, что русский термин «САПР» по отношению к промышленным системам имеет более широкое толкование, чем «CAD» — он включает в себя как CAD, так и элементы CAM (Computer-aided manufacturing), а иногда и элементы CAE (Computer-aided engineering).
Основными компонентами САПР являются:
• Математическое обеспечение САПР — математические модели, методики и способы их получения;
• Лингвистическое обеспечение САПР;
• Техническое обеспечение САПР — устройства ввода, обработки и вывода данных, средства поддержки архива проектных решений, устройства передачи данных;
• Информационное обеспечение САПР — информационная база САПР, автоматизированные банки данных, системы управления базами данных (СУБД);
• Программное обеспечение САПР;
• Программные компоненты САПР (примером может служить Геометрический решатель САПР);
• Методическое обеспечение;
• Организационное обеспечение;
В качестве примеров САПР можно привести следующие программы:
AutoCAD — 2-х и 3-х мерная система автоматизированного проектирования и черчения компании Autodesk. Семейство продуктов AutoCAD является одним из наиболее распространённых САПР в мире. Компания Autodesk занимается разработкой системы автоматизированного проектирования AutoCAD более 20-ти лет. За это время были созданы тысячи дополнений и специализированные решения от сторонних фирм и самой компании Autodesk. На данный момент в мире насчитывается около шести миллионов

пользователей AutoCAD.


рис. 1 Пример моделирования в AutoCAD.

Рогозянская, Федотов, Пилипенко

Разработанная NI среда графического программирования LabVIEW наглядна и доступ-на для пользователей. Она позволяет преподавателям быстро создавать необходимые при-ложения для сопровождения лекционного курса и реализовать новые приоритеты естествен-нонаучного образования, нацеленные не только на освоение как можно большего объема зна-ний, но и на умение решать поставленные задачи научными методами, самостоятельно учиться в процессе решения задач и выполнения лабораторных заданий.
Введение
Обучение студентов с использованием среды графического программирования LabVIEW в ОрелГТУ начинается уже с первого курса. На сегодняшний день наиболее эффективным ока-залось использование технологий NI в преподавании информатики и физики. Достаточный объем лекционных, лабораторных и практических занятий не создает здесь проблем с перерас-пределением нагрузки и необходимостью выделения специальных факультативов. В тоже вре-мя широкий диапазон способов визуализации различных физических явлений, вычислитель-ных процессов, анимации и анализа потоков данных, операций их сбора и обработки с использованием шкал общеупотребительных контрольно-измерительных приборов и компью-терной графики, доступность среды на интуитивном уровне, делает ее незаменимым помощ-ником и преподавателей и студентов. При этом учебный эксперимент легко трансформируется в исследовательский, что также актуально для большинства университетов. Так, например, при изучении различных зависимостей изменения физических свойств материалов при воздействии внешней среды, студенты могут самостоятельно выбирать математическую модель изучаемого явления по минимуму среднеквадратичного отклонения с учетом спектра ошибок для всего диапазона измерений. Аналогичные возможности открываются и в других дисциплинах. Так, при изучении теоретических основ теплотехники алгоритмы обработки данных могут быть внесены в программу автоматизации эксперимента. При этом выходные данные будут получены в форме критериальных соотношений, как в графическом, так и в аналитическом виде. Легко могут быть проиллюстрированы понятия дифференцирования и интегрирования в высшей математике, законы статистики, интегральных преобразований и т.п. Органично среда LabVIEW встраивается в преподавание электротехнических дисциплин, электроники, метрологии, информационных технологий, управления различными технологическими процессами.
Результаты работы
В 2005 году в ОрелГТУ на базе кафедры «Прикладная математика и информатика» создан и оснащен необходимым оборудованием авторизованный Образовательный центр компании National Instruments. С этого же года изучение среды LabVIEW в объеме базового курса введено в рабочие программы в качестве факультативов для студентов первого курса инженерных специальностей. Для будущих экономистов, социологов, юристов среда LabVIEW используется для демонстрации возможностей языков программирования пятого поколения, появление которых относят к середине 90-х годов прошлого века. Как и многие другие среды, она базируется на приемах автоматизированного формирования результирующих программ с помощью визуальных средств разработки. Инструкции по отладке программ и их выполнению, организации ввода-вывода данных производятся в максимально наглядном виде с помощью интуитивно понятных графических приемов.
Для указанных специальностей в курсе Информатика и на факультативных занятиях по изучению базового курса LabVIEW проводятся следующие лабораторные работы.

Пилипенко А.В.

В настоящее время существует достаточно много развивающих и обучающих информа-ционных систем и компьютерных программ. Большинство из них представляют собой мультимедийные программы, построенные для обучения людей различного возраста тем или иным наукам в интерактивном или диалоговом режиме работы с компьютером. Их не-достатком является то, что обучающийся находится в виртуальном пространстве и не может ощущать физический смысл процессов, которым обучается. Особенно это бывает ощутимо при изучении технических дисциплин. Комплекс LEGO: RoboLab, использующий-технологии LabView, является обучающей и развивающей информационной системой, позво-ляющей не только программировать, но и создавать различные реальные модели роботов и автоматизированных систем.
1. Введение
Среда программирования RoboLab фирмы LEGO Daсta A/S позволяет легко освоить ос-новы робототехники и познать азы программирования.
В RoboLab используется специально созданная версия среды графического программиро-вания LabVIEW фирмы National Instruments с более простыми функциями и упрощенным интерфейсом, что позволяет ей быть доступной даже для детей. Учитывая, что LabVIEW является в то же время мощным инструментом для измерений и контроля сигналов и позволяет получать результаты различных измерений в реальном времени с нескольких приборов, анализируя их, то комплекс RoboLab может стать средством моделирования для разработчиков автоматизированных систем и роботов.
2. Результаты работы
На кафедре Прикладной математики и информатики совместно с кафедрой Автопласт был разработан автоматизированный комплекс «Автокар» (пример системы представлен на рис.1), состоящий из конвейера, на который помещаются грузы различной массы и передви-гаются по нему с заданной скоростью и автокара. Груз с конвейера падает в ковш автокара, датчик фиксирует наличие груза и начинает перемещаться на определенное расстояние, ко-торое задается программно. Процесс создания «готового изделия» достаточно прост. Из кон-структора LEGO, как в детской игре, собирается аппарат или какое либо устройство, слож-ность и функциональное предназначение которого зависит, в первую очередь, от фантазии «изобретателя». Таким образом, осуществляются такие этапы проектных работ, как органи-зация образа и цели и сборка модели. На следующем этапе осуществляется выбор и подклю-чение датчиков (в нашем случае датчик усилия) и моторчиков для организации различных перемещений (у нас получилось 3 моторчика на автокаре и 1 на конвейере). Чтобы эта сис-тема начала работать в автоматизированном режиме, необходимо подключение программи-руемого блока RCX и написание управляющей программы (рис. 2, 3) средствами LabVIEW RoboLab. Далее осуществляется регулировка и окончательная настройка системы.

Пилипенко А.В.

С каждым днем разрабатываются достаточно совершенные комплексы лабораторных работ по различным предметам. Однако не каждое учебное заведение готово потратить многозначные суммы на приобретение этого оборудования. В таких ситуациях становится незаменимым программное обеспечение, позволяющее имитировать работу реального оборудования, которое может работать на уже имеющихся в учебном заведении компьютерах. Причем, точность работы виртуальных приборов, как правило, выше чем у учебного оборудования. 
Целью данной работы является разработка автоматизированной системы обучения, включающей в себя виртуальные лаборатории и системы тестов по дисциплинам естественно-научного и общепрофессионального блоков.
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие зада-чи:
1. Анализ вопроса.
2. Создание алгоритмов управления автоматизированной системы.
3. Подбор программного обеспечения и оборудования.
4. Создание имитационных моделей.
5. Калибровка программ для достижения максимальной точности. 
6. Проведение экспериментов и проверка адекватности автоматизиро-ванной системы.
7. Определение эффективности АС.
Одним из этапов в создании автоматизированной системы являлась разработка имитационной модели лабораторной работы по физике «Исследование спектров атомов ртути и водорода, определение постоянной Ридберга по спектру водорода». В современной квантовой механике строго доказано, что атомы каждого химического элемента имеют присущий только им набор возможных стационарных энергетических состояний. Переходы между этими состояниями и образуют спектр частот излучения (или поглощения), характерный только для данного элемента. Именно поэто¬му оказывается возможным отождествление химического элемента по его спектру испускания или поглощения, т.е. качественный спектральный анализ.
Число спектральных линий одинаковых атомов может быть очень велико. Например, спектр железа только в видимой и ультрафиолетовой областях содержит около 60 тысяч линий. Y других много электронных атомов число линий того же порядка. Следовательно, не исключено случайное совпадение некоторых частот в спектре различных атомов, что называется в спектроскoпии "наложением" линий.