Номер части:
Журнал
ISSN: 2411-6467 (Print)
ISSN: 2413-9335 (Online)
Статьи, опубликованные в журнале, представляется читателям на условиях свободной лицензии CC BY-ND

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СБОРА И ОБРАБОДКИ ДАННЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИДРАВЛИКИ ГТС



Науки и перечень статей вошедших в журнал:
DOI:
Дата публикации статьи в журнале:
Название журнала: Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале, Выпуск: , Том: , Страницы в выпуске: -
Данные для цитирования: . ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СБОРА И ОБРАБОДКИ ДАННЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИДРАВЛИКИ ГТС // Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале. Технические науки. ; ():-.

При решении различных исследовательских задач, связанных с определением гидродинамических нагрузок на элементы конструкций гидротехнических сооружений и на все сооружение в целом, необходимо проводить большое количество измерений гидравлических параметров водного потока (скорость, давление, их пульсации и др.) с целью определения степени надежности и безопасности исследуемых объектов.

Целью работы является разработка пользовательского интерфейс для управления трехкоординатным позиционером при проведении исследований гидравлики водного потока гидротехнических сооружений.

Материалы и метод исследования.

Рассматриваемый в данной работе комплекс предназначен для проведения исследований работы моделей конструкций гидротехнических сооружений, находящихся под воздействием гидродинамических нагрузок, в лабораторных условиях на гидравлическом лотке.

Комплекс состоит из трех основных подсистем:

— подсистема регистрации показаний датчиков, установленных на позиционере;

— трехкоординатный позиционер позволяет перемещать и устанавливать платформу с датчиками в любом месте исследуемого водного потока или конструкции сооружения;

 — подсистема автоматизированного контроля и управления расходом воды в гидравлическом лотке.

Трехкоординатный (X, Y, Z) позиционер позволяет проводить исследования режимов течения жидкости, нагрузок на исследуемое сооружение, волновых процессов и других нагрузок по заранее подготовленному исследователем плану проведения эксперимента.

Позиционер осуществляет перемещение платформы, на которую устанавливается необходимый для проведения исследования набор датчиков. Управление позиционером и обработка сигналов, поступающих с датчиков, производятся с помощью специализированных программ, установленных на компьютере входящего в состав позиционера.

Для выполнения планов исследований необходимо применять специальные программы на G-коде (язык программирования), чтобы обеспечить перемещение платформы позиционера с датчиками в нужные точки потока и проведение измерений. Такое управление позиционером крайне неудобно и не эффективно.

С целью решения данной проблемы была поставлена задача, разработать новую программу, которая будет являться надстройкой над существующей программой управления позиционером и позволит проводить исследования максимально просто.

В результате этого исследователь получает возможность в составлении плана проведения исследований (измерений), подстраивать позиционер под геометрические размеры гидравлического лотка, в котором проводятся исследования, устанавливать координаты точек водного потока, в которые необходимо будет переместить платформу с датчиками, а также время нахождения в каждой из этих точек. На основе такого плана программа сгенерирует нужный G-код и создаст специальный файл-макрос.

При загрузке данного файла G-код будет распознан и все необходимые для выполнения плана команды будут отправлены на позиционер.

В интерфейсе разработанной программы предусмотрена возможность перехода программному пакету для проведения анализа показаний датчиков и последующей обработкой результатов измерений.

Программа написана на языке программирования С++ при помощи кроссплатформенного инструментария Qt, который значительно облегчает создание пользовательского интерфейса.

Управление движением позиционера осуществляется при помощи программного пакета Mach3 (рис. 1).

В возможности Mach3 входят [1]:

—      управление 6-координатами;

—      импорт DXF, BMP, JPG и HPGL файлов и генерирование файлов УП G-кодов с помощью программы LazyCam, входящей в пакет;

—      трехмерная графическая визуализация УП G-кодов;

—      создание пользовательских M-кодов и макросов на основе VB-скриптов;

—      управление частотой вращения двигателей;

—      многоуровневое релейное регулирование;

—      применение ручных генераторов импульсов (MPG);

—      окно видеонаблюдения за ходом обработки.

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СБОРА И ОБРАБОДКИ ДАННЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИДРАВЛИКИ ГТС

Рис.1- Пользовательский интерфейс Mach3

Регистрация измерений и показаний датчиков, их анализ производиться анализатором спектра компании «АКТАКОМ», в комплект которого входит специальное программное обеспечение (рис. 2), осуществляющий обработку результатов измерений [2].

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СБОРА И ОБРАБОДКИ ДАННЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИДРАВЛИКИ ГТС

Рис. 2 Вид панели анализатора спектра «АКТАКОМ»

 

Для разработки программы был выбран язык С++, поддерживающий такие парадигмы программирования, как процедурное программирование, объектно-ориентированное программирование, обобщённое программирование, а также обеспечивающий модульность, раздельную компиляцию, обработку исключений, абстракцию данных, объявление типов (классов) объектов, виртуальные функции.

С++ — один из самых известных и широко используемых языков программирования. Выбор именно С++ был обусловлен во многом тем, что у автора данной работы уже есть определенный опыт работы с ним.

Для компиляции программы использовался Microsoft Visual C++ (MSVC), поставляющийся в комплекте с Microsoft Visual Studio 2013.

Управление перемещением позиционера осуществляется при помощи команд записанных в виде так называемого G-кода. -код — условное именование языка программирования устройств с числовым программным управлением (ЧПУ). Был создан компанией Electronic Industries Alliance в начале 1960-х. Окончательная доработка была одобрена в феврале 1980 года как стандарт RS274D. Комитет ISO утвердил G-код как стандарт ISO 6983-1:2009, Госкомитет по стандартам СССР — как ГОСТ 20999-83. Используется G-код в качестве базового подмножества языка программирования, расширяя его по своему усмотрению.

Программа, написанная с использованием G-кода, имеет жесткое строение. Все команды управления объединяются в кадры — группы, состоящие из одной или более команд.

Для осуществления вывода на экран трехмерной визуализации пути перемещения позиционера, с тем чтобы максимально наглядно было представлено не только его перемещение по осям X и Y в пределах исследуемого водного потока в гидравлическом лотке, но и перемещение по оси Z, или глубину, на которую опускается платформа с датчиками, необходим программный интерфейс использующий двумерную и трехмерную компьютерную графику.

Для реализации этой задачи был выбран OpenGL (Open Graphics Library)- спецификация, определяющая платформонезависимый (независимый от языка программирования) программный интерфейс для написания приложений. В Qt можно работать либо с функциями OpenGL напрямую, либо использовать специфическую для Qt «надстройку» над OpenGL – Qt3D. Однако Qt3D – относительно новый компонент Qt и по сравнению с OpenGL хуже задокументирован. Кроме того, умение работать с OpenGL позволит в дальнейшем выйти за рамки Qt или даже перейти к работе c Vulkan, к4оторый является продолжением Open GL и обеспечивает более высокую производительность.

В первую версию программы не включена трехмерная визуализация перемещения позиционера. На начальном этапе было решено в первую очередь создать прототип, в котором отрисовка пути перемещения будет происходить при помощи двухмерной графики, а функциональность, связанная с осью Z (глубиной), будет реализована через всплывающие контекстные меню.

В первом прототипе программы главное окно выглядит следующим образом:

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СБОРА И ОБРАБОДКИ ДАННЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИДРАВЛИКИ ГТС

Рис.3 Главное окно программы

На вкладке «Настройки» (рис. 4) можно выставить необходимые размеры лотка, а также шаг сетки с ключевыми точками. Кроме того, здесь можно указать и необходимый расход воды. Эта функция – задел на будущее, когда программа будет взаимодействовать с модулем контроля расхода воды, также входящим в универсальный измерительный комплекс.

 ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СБОРА И ОБРАБОДКИ ДАННЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИДРАВЛИКИ ГТСРис. 4 Вкладка «Настройки»

Выводы

Результатом проделанной работы стала первая версия программы, предназначенной для облегчения управления трехкоординатным позиционером в лабораторных условиях. Программа легко интегрируется с существующим программным обеспечением и обладает простым и понятным пользовательским интерфейсом, что облегчит ее освоение для исследователей.

 Литература

  1. Официальный веб-сайт компании Newfangled Solutions [Электронный ресурс] URL: https://www.machsupport.com/
  2. Официальный веб-сайт компании АКТАКОМ [Электронный ресурс] URL: https://www.aktakom.ru/
  1. Интернет-магазин Darxton [Электронный ресурс] URL:
  2. Веб-сайт CppStudio [Электронный ресурс] URL:
  3. Официальная документация Qt [Электронный ресурс] URL: type=»book» name=»ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СБОРА И ОБРАБОДКИ ДАННЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИДРАВЛИКИ ГТС » description=»В работе представлена программа являющаяся надстройкой над специальной программой управле-ния трех координатным позиционером. Этот трех координатный позиционер предназначен для проведе-ния исследований гидравлических режимов работы гидротехнических сооружений (ГТС). Необходи-мость в разработке такой подсистемы определяется автоматизацией выполнения лабораторных исследований гидравлики ГТС, составления плана проведения измерений параметров водного потока, обработкой и предварительным анализом полученных результатов. Управление трех координатным позиционером требует знания специальной программы работающей на G-кодах. Такое управление позиционером не удобно и неэффективно. Поэтому наличие такой подпрограммы позволит проводить лабораторные исследования максимально просто. » author=»Фартуков Василий Александрович, Землянникова Марина Владимировна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-02-14″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.01.2017_1(34)» ebook=»yes» ]
Список литературы:


Записи созданы 9819

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх
slot jendralmaya Slot slot gacor 2023 slot demo slot demo slot deposit pulsa slot demo slot demo slot slot deposit pulsa slot data hk data sgp data sdy data macau slot demo slot gacor slot gacor casino online slot dana sbobet https://kebudayaan.disdikbud.kaltimprov.go.id/slot-gacor-terpercaya/ https://perizinanonline.depok.go.id/data/slot-gacor/ https://perizinanonline.depok.go.id/assets/slot88/
404: Not Found