उच्च गति और उच्च परिशुद्धता औद्योगिक गति नियंत्रण प्राप्त करने के लिए डेटा अधिग्रहण प्रणाली (DAQ) का उपयोग करना

आधुनिक औद्योगिक प्रणालियों जैसे रोबोटिक्स और स्वचालित कन्वेयर सिस्टम उच्च गति, सिंक्रनाइज़ किए गए डेटा पर निर्भर करते हैं ताकि प्रदर्शन को अनुकूलित किया जा सके, दक्षता में सुधार किया जा सके, और भविष्यवाणी रखरखाव प्राप्त किया जा सके।हालांकि, मिलीसेकंड स्तर की सटीकता के साथ स्थिति और गति डेटा को कैप्चर और समन्वय करना एक बड़ी चुनौती है।मानक डेटा अधिग्रहण (DAQ) प्रणालियों में अक्सर एन्कोडर और टाइमर के साथ वास्तविक समय कनेक्शन के लिए आवश्यक विशेष कार्यक्षमता की कमी होती है, जिससे सिस्टम की विश्वसनीयता में कमी आ सकती है और प्रदर्शन में बाधा आ सकती है।

इस लेख में सबसे पहले कठोर औद्योगिक अनुप्रयोगों में उच्च गति से स्थिति और समय के माप के लिए आवश्यक विभिन्न आवश्यकताओं का संक्षिप्त परिचय दिया गया है।एडवांटेक का एन्कोडर काउंटर/टाइमर मॉड्यूल पेश किया गया, और इस मॉड्यूल के विभिन्न एन्कोडर मोड और चार हाई-स्पीड चैनलों का वर्णन किया गया है कि उनका उपयोग रोबोट और मोशन कंट्रोल अनुप्रयोगों में जटिल सिंक्रनाइज़ेशन समस्याओं को हल करने के लिए कैसे किया जा सकता है।विशिष्ट प्रणाली विन्यास और संगत सॉफ्टवेयर उपकरण प्रणाली एकीकरण के लिए एक स्पष्ट कार्यान्वयन पथ प्रदान करते हैं.

औद्योगिक प्रक्रियाओं में गति और समय के सटीक नियंत्रण का महत्व
आधुनिक औद्योगिक प्रणालियों में जटिल और व्यवस्थित आंदोलनों पर भरोसा किया जाता है, जिसमें समन्वय की क्षमता बहुत जरूरी है। आइए एक रोबोट की बांह पर विचार करें जो चलती बैंड से घटकों को उठाता है।प्रणाली के सामान्य संचालन के लिएइसके लिए रोबोट के हाथ की गति को कन्वेयर की गति और स्थिति के साथ समन्वित किया जाना चाहिए।यह आवश्यक है कि मिलीसेकंड स्तर की सटीकता के साथ कई डेटा स्रोतों से जानकारी को कैप्चर किया जाए और इसे समन्वित किया जाए।, जो एक बहुत ही चुनौतीपूर्ण तकनीकी आवश्यकता है।

इस समस्या को हल करने में DAQ प्रणाली की एक महत्वपूर्ण भूमिका है। यह प्रणाली कन्वेयर के ड्राइव मोटर और रोबोट बांह के जोड़ों से एन्कोडर डेटा को कैप्चर करती है।और सही ढंग से कन्वेयर बेल्ट पर अवरोधन आइटम के समय की गणना करने के लिए कई चैनलों में इन मापों सिंक्रनाइज़.

उत्पादन दक्षता बढ़ाने के लिए कन्वेयर बेल्ट की गति बढ़ाने पर, त्रुटि से बचने के लिए डेटा अधिग्रहण प्रणाली (DAQ) को स्थिति और समय के डेटा का त्वरित नमूना लेना चाहिए।देर से या अनुपलब्ध सेंसर रीडिंग यांत्रिक घटक संचालन के गलत समय के लिए नेतृत्व कर सकते हैं, और यहां तक कि यांत्रिक घटकों के बीच टकराव का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप अप्रत्याशित बंद और उत्पादकता का नुकसान होता है।

उच्च परिशुद्धता वाली DAQ प्रणाली पूर्वानुमानित रखरखाव का भी समर्थन करती है। उदाहरण के लिए, असामान्य गति या स्थिति त्रुटि एक समस्या का संकेत दे सकती है, जैसे कि असर पहनना या बेल्ट फिसलना।इन संकेतों का विश्लेषण करके, डिजाइनर संभावित दोषों को पहले से पहचान सकते हैं और परिचालन में रुकावटों से बच सकते हैं।

उच्च गति वाले DAQ के लिए आवश्यकताएँ
इन अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, DAQ प्रणालियों में निम्नलिखित प्रमुख प्रदर्शन विशेषताएं होनी चाहिए:

उच्च गति और उच्च-रिज़ॉल्यूशन सैंपलिंगः सूक्ष्म आंदोलनों को कैप्चर करने के लिए, जैसे कि उप-मिलीमीटर स्तर की स्थिति में परिवर्तन, उच्च सैंपलिंग दरों और उच्च-सटीक रिज़ॉल्यूशन दोनों की आवश्यकता होती है।मेगाहर्ट्ज़ (MHz) रेंज में नमूनाकरण यह सुनिश्चित करता है कि उच्च गति वाले वातावरण में भी कोई महत्वपूर्ण घटनाओं को याद नहीं किया जाता है.
मल्टी-चैनल समवर्ती नमूनाकरणः रोबोटिक आर्म और कन्वेयर बेल्ट के संचालन को समन्वयित करने के लिए, उनके संबंधित स्थिति और समय डेटा को एक साथ कैप्चर करना आवश्यक है,बजाय उन्हें क्रमशः कब्जा करने केअनुक्रमिक रूप से कैप्चर किए गए डेटा स्ट्रीम को सहसंबंधित करने का प्रयास करने से त्रुटियां हो सकती हैं, जैसे कि कन्वेयर बेल्ट पर गलत आइटम का चयन करना या उस आइटम को पूरी तरह से याद करना।
लचीला एन्कोडर समर्थनः औद्योगिक प्रणालियों में अक्सर विभिन्न आपूर्तिकर्ताओं के घटकों का उपयोग किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप मिश्रित एन्कोडर सिग्नल प्रकार होते हैं।DAQ प्रणाली को इंटरफ़ेस तर्क जोड़ने से बचने के लिए कई एन्कोडर मोड का समर्थन करना चाहिए.
औद्योगिक डिजाइनः औद्योगिक वातावरण इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप, कंपन और उच्च तापमान जैसी कठोर परिस्थितियों के संपर्क में ला सकता है।विश्वसनीय प्रणाली संचालन सुनिश्चित करने और सिस्टम विफलताओं को रोकने के लिए, उपयुक्त DAQ हार्डवेयर का उपयोग किया जाना चाहिए।
स्केलेबिलिटी: DAQ सिस्टम को मॉड्यूलर डिजाइन अपनाना चाहिए, जिससे डिजाइनरों को अधिक चैनलों या विभिन्न प्रकार के इनपुट जोड़कर सिस्टम का आसानी से विस्तार करने की अनुमति मिल सके।इसका अर्थ यह है कि जैसे-जैसे स्वचालन सुविधाओं का विस्तार होता जाता है, नए रोबोट, सेंसर और उत्पादन लाइनों का एकीकरण अभी भी सुनिश्चित किया जा सकता है।
इस विविध आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, इसके साथ आने वाली महत्वपूर्ण डिजाइन चुनौतियों का सामना करना आवश्यक है।उच्च गति से संबंधित आवेदन मानदंड, सिंक्रोनस गति के लिए विशेष हार्डवेयर की आवश्यकता होती है।

गति नियंत्रण प्रणालियों के लिए उन्नत स्थिति और समय माप प्रौद्योगिकी
एडवांटेक द्वारा लॉन्च किए गए iDAQ-784 उच्च-सटीक एन्कोडर काउंटर/टाइमर मॉड्यूल (चित्र 1) को विशेष रूप से इन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।यह मॉड्यूल चार सार्वभौमिक 32-बिट एन्कोडर चैनलों प्रदान करता है, जो औद्योगिक प्रणालियों में स्थिति और समय के सिंक्रोनस माप का समर्थन कर सकता है। यह मॉड्यूल एन्कोडर संकेतों के सटीक समय प्राप्त करने के लिए 10 मेगाहर्ट्ज तक इनपुट आवृत्तियों का समर्थन करता है।

एडवांटेक का iDAQ-784 एन्कोडर काउंटर/टाइमर मॉड्यूल
चित्र 1: iDAQ-784 एन्कोडर काउंटर/टाइमर मॉड्यूल चार 32-बिट चैनलों पर एक साथ डेटा अधिग्रहण का समर्थन करता है, जिससे यह जटिल औद्योगिक गति नियंत्रण अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।(चित्र स्रोत)एडवांटेक)

अंतर्निहित डिजिटल सिग्नल फ़िल्टरिंग फ़ंक्शन iDAQ-784 को अधिक स्पष्ट सिग्नल ट्रांसमिशन और उच्च माप सटीकता प्राप्त करने में मदद कर सकता है।यह उन्नत स्वचालन अनुप्रयोगों के लिए उच्च परिशुद्धता प्रणाली स्तर की विशेषता क्षमताएं प्रदान करता है, जैसे औद्योगिक रोबोट, मोशन कंट्रोल सिस्टम और हाई-स्पीड कन्वेयर सिस्टम।

एन्कोडर के इनपुट, माप और आउटपुट मोड
IDAQ-784 विभिन्न औद्योगिक गति नियंत्रण आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए कई इनपुट सिग्नल प्रकारों और माप मोड का समर्थन करता है। प्रत्येक काउंटर चैनल एकल अंत और अंतर इनपुट का समर्थन करता है,एक सामान्य मोड वोल्टेज रेंज ± 15 VDC के साथयह मॉड्यूल स्थिति माप के लिए तीन उद्योग मानक एन्कोडर का समर्थन करता हैः

ऑर्थोगोनल (ए/बी चरण): दो सिग्नल चैनलों (ए चरण और बी चरण) का उपयोग करके 90° के चरण अंतर के साथ, स्थिति और दिशा को सिंक्रोनस रूप से निर्धारित किया जाता है। विशिष्ट एन्कोडिंग विधि (X1,X2, या X4) बढ़ते और/या गिरते किनारों की संख्या गिनकर संकल्प निर्धारित करता है, जहां X4 का संकल्प X1 से चार गुना है।
दोहरी धड़कन (सीडब्ल्यू/सीसीडब्ल्यू): घड़ी की दिशा में (सीडब्ल्यू) और विपरीत दिशा में (सीसीडब्ल्यू) धड़कन अलग-अलग इनपुट लाइनों का उपयोग करती है। काउंटर सीडब्ल्यू धड़कन के तहत वृद्धि करता है और सीसीडब्ल्यू धड़कन के तहत घटता है।
धड़कन की दिशा (संकेतित धड़कन): एक संकेत का उपयोग धड़कन उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, जबकि दूसरा संकेत दिशा दर्शाता है।दिशा संकेत की स्थिति के आधार पर काउंटर वृद्धि या कमी.
प्रत्येक एन्कोडर इनपुट सिंगल एंड या डिफरेंशियल वायरिंग का उपयोग कर सकता है, और स्थिति रीसेट के लिए Z सिग्नल इनपुट प्रदान कर सकता है।प्रत्येक गिनती चैनल भी समय और नाड़ी उत्पादन के लिए कई कार्यात्मक मोड का समर्थन करता है:

घटना गणनाः वैकल्पिक गेटिंग फ़ंक्शन के साथ इनपुट सिग्नल के बढ़ते या गिरते किनारे की गणना करें।
आवृत्ति माप: उल्टे चक्र विधि या पल्स गिनती विधि का उपयोग करके संकेत आवृत्ति को सटीक रूप से मापें।
पल्स चौड़ाई माप: डिजिटल सिग्नल के उच्च और निम्न स्तरों की अवधि को मापता है।
स्थिति माप: उपरोक्त समर्थित इनपुट मोड का उपयोग करके एन्कोडर की स्थिति को ट्रैक करें।
निरंतर तुलना (स्थिति तुलना): जब स्थिति की सीमा तक पहुँच जाती है, तो एक आउटपुट पल्स या रुकावट शुरू हो जाती है।
एकल ट्रिगर (देर से पल्स जनरेशन): गेट ट्रिगर करने के बाद और एक निर्दिष्ट देरी के बाद, एक एकल पल्स आउटपुट करें।
टाइमर/पल्स जनरेशन: ब्रेक सपोर्ट फंक्शन के साथ एक निरंतर पल्स ट्रेन आउटपुट करें।
पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (पीडब्ल्यूएम): प्रोग्राम योग्य उच्च और निम्न स्तर की अवधि के साथ आउटपुट तरंगों का उत्पादन; सीमित या निरंतर उत्पादन का समर्थन करता है।
यह व्यापक मोड चयन औद्योगिक प्रणालियों में विभिन्न सामान्य उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करता है।

विशेष रूप से औद्योगिक वातावरण के लिए डिज़ाइन किया गया
iDAQ-784 और उसके आसपास के पारिस्थितिकी तंत्र को कठोर औद्योगिक वातावरण में उच्च विश्वसनीयता प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस मॉड्यूल का नामित संचालन तापमान सीमा -40 ° F से 158 ° F है,90% तक के सापेक्ष आर्द्रता के साथ (गैर संक्षेपण).

इसके अतिरिक्त, इस मॉड्यूल को विशेष रूप से कारखाने के वातावरण में सामान्य विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप का विरोध करने के लिए डिज़ाइन किया गया है; इसका अंतर्निहित डिजिटल सिग्नल फ़िल्टर सिग्नल स्पष्टता में सुधार कर सकता है,और प्रत्येक चैनल अंतर संकेत इनपुट का समर्थन करता है, उत्कृष्ट सामान्य मोड शोर दमन प्रदर्शन प्राप्त।

यह डिजाइन अवधारणा पारिस्थितिकी तंत्र के सामानों तक भी फैलती है, जो मजबूत और टिकाऊ डिजाइनों को अपनाते हैं जो डीआईएन रेल मानकों का अनुपालन करते हैं और औद्योगिक अलमारियों में विश्वसनीय रूप से स्थापित किए जा सकते हैं।पर्यावरण सहिष्णुता के शक्तिशाली संयोजन के साथ, शोर प्रतिरोध और मजबूत भौतिक एकीकरण, उन्नत स्वचालन अनुप्रयोगों पर उच्च परिशुद्धता प्रणाली स्तर विशेषता विश्लेषण किया जा सकता है।

उच्च गति और उच्च परिशुद्धता वाली डीएक्यू प्रणाली का निर्माण
एक DAQ के निर्माण में पहला कदम सेंसरों को जोड़ना है। सबसे पहले, सेंसर को वायरिंग टर्मिनलों से जोड़ें।एडवांटेक का ADAM-3937-BE इंटरफ़ेस मॉड्यूल (चित्र 2) इस उद्देश्य के लिए एक तैयार समाधान हैयह 37 पिन मॉड्यूल विशेष रूप से DIN रेल स्थापना के लिए 87.2 मिमी x 112.5 मिमी x 51 मिमी के आयामों के साथ बनाया गया है,और मानक DB37 संगत औद्योगिक बुनियादी ढांचे के साथ आसानी से एकीकृत किया जा सकता है.